JP6799173B2 - Carburizing device - Google Patents

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Description

本開示は、浸炭装置に関する。
本願は、２０１７年１１月６日に日本に出願された特願２０１７−２１３９０３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present disclosure relates to a carburizing device.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-213903 filed in Japan on November 6, 2017, the contents of which are incorporated herein by reference.

下記特許文献１には、浸炭装置におけるバーンアウトについて記載されている。浸炭装置で被処理物に浸炭処理を行った場合に浸炭ガスに起因する炭素分（つまり煤）が浸炭装置の内部に付着するが、バーンアウトは、浸炭装置内に空気を導入することにより浸炭装置内のヒータ等に付着した炭素（煤）を燃焼させて除去する処理である。なお、このようなバーンアウトについては、特許文献２にも開示されている。 The following Patent Document 1 describes burnout in a carburizing device. When the object to be carburized with the carburizing device, carbon content (that is, soot) caused by the carburized gas adheres to the inside of the carburizing device, but burnout is performed by introducing air into the carburizing device. This is a process of burning and removing carbon (soot) adhering to a heater or the like in the device. It should be noted that such a burnout is also disclosed in Patent Document 2.

日本国特許第５８３０５８６号公報Japanese Patent No. 5830586 日本国特開２００７−１３１９３６号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-131936

ところで、バーンアウトは、浸炭装置を用いた被処理物への浸炭処理の合間に行われるので、浸炭装置の稼働効率が低下する要因であり、また高温に発熱するヒータを痛める可能性がある行為でもある。浸炭装置のヒータが損傷した場合には発熱効率が低下するので、所定の電力を通電しても浸炭温度を所望温度に設定することができない。浸炭装置には、通常複数のヒータが設けられるが、ヒータの損傷は、浸炭装置の装置性能を維持する上で極めて重要な課題である。 By the way, since burnout is performed between carburizing treatments on the object to be treated using the carburizing device, it is a factor that lowers the operating efficiency of the carburizing device and may damage the heater that generates heat at a high temperature. But also. If the heater of the carburizing device is damaged, the heat generation efficiency is lowered, so that the carburizing temperature cannot be set to a desired temperature even when a predetermined electric power is applied. A carburizing device is usually provided with a plurality of heaters, but damage to the heaters is an extremely important issue for maintaining the device performance of the carburizing device.

本開示は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、浸炭装置におけるヒータの損傷を抑制することを目的とするものである。 The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to suppress damage to a heater in a carburizing device.

本開示の一態様の浸炭装置は、被処理物を収容する炉体と、前記炉体内に水平方向に延在する複数のヒータと、前記複数のヒータを各々覆う複数の保護部材と、前記ヒータの両端部に各々設けられ、前記ヒータを支持する支持部と、前記炉体内に浸炭ガスを供給する浸炭ガス供給部と、前記ヒータと前記保護部材との隙間にバーンアウト用の空気を供給する空気供給部とを備え、前記支持部は、前記ヒータの端部を間接的に冷却する。 The carburizing device according to one aspect of the present disclosure includes a furnace body for accommodating an object to be processed, a plurality of heaters extending horizontally in the furnace body, a plurality of protective members covering the plurality of heaters, and the heater. Air for burnout is supplied to the gap between the support portion for supporting the heater, the carburized gas supply portion for supplying the carburized gas into the furnace body, and the heater and the protective member, which are provided at both ends of the heater. It is provided with an air supply portion, and the support portion indirectly cools the end portion of the heater.

上記一態様の浸炭装置において、前記支持部は、前記ヒータの前記端部に当接する受部材と、前記受部材を前記炉体に固定する支持プレートと、を備え、前記支持プレートを冷却することにより前記ヒータの前記端部を間接的に冷却してもよい。 In the carburizing device of the above aspect, the support portion includes a receiving member that abuts on the end portion of the heater and a support plate that fixes the receiving member to the furnace body, and cools the support plate. May indirectly cool the end of the heater.

上記一態様の浸炭装置において、前記支持部は、前記ヒータの前記端部の近傍に設けられると共に冷却液が流通する冷媒流路を備えていてもよい。 In the carburizing device of the above aspect, the support portion may be provided in the vicinity of the end portion of the heater and may include a refrigerant flow path through which the coolant flows.

上記一態様の浸炭装置において、前記複数のヒータは、前記被処理物を挟むように上下２段に設けられていてもよい。 In the carburizing device of the above aspect, the plurality of heaters may be provided in two upper and lower stages so as to sandwich the object to be processed.

上記一態様の浸炭装置において、前記冷却液の流量を各段毎に調節する冷却液供給部をさらに備えていてもよい。 The carburizing device of the above aspect may further include a coolant supply unit that adjusts the flow rate of the coolant for each stage.

本開示によれば、浸炭装置におけるヒータの損傷を抑制することが可能である。 According to the present disclosure, it is possible to suppress damage to the heater in the carburizing device.

本開示の一実施形態に係る浸炭装置の正断面図である。It is a right sectional view of the carburizing apparatus which concerns on one Embodiment of this disclosure. 本開示の一実施形態における上電極部の側断面電図である。It is a side sectional electrocardiogram of the upper electrode part in one Embodiment of this disclosure. 本開示の一実施形態における上電極部の上断面図である。It is the upper sectional view of the upper electrode part in one Embodiment of this disclosure. 本開示の一実施形態における下電極部の側断面電図である。It is a side sectional electrocardiogram of the lower electrode part in one Embodiment of this disclosure. 本開示の一実施形態における下電極部の上断面図である。It is an upper sectional view of the lower electrode part in one Embodiment of this disclosure.

以下、図面を参照して、本開示の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る浸炭装置Ａは、図１に示すように、炉体１、断熱容器２、炉床３、複数のヒータユニット４、上電極部５、上アース部６、下電極部７、下アース部８、浸炭ガス管９、排気管１０、空気供給部１１、ガス回収部１２、浸炭ガス供給部１３及び冷却液供給部１４等を備えている。なお、これら構成要素のうち、上電極部５、上アース部６、下電極部７及び下アース部８は、本開示の支持部に相当する。Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the carburizing device A according to the present embodiment includes a furnace body 1, a heat insulating container 2, a hearth 3, a plurality of heater units 4, an upper electrode portion 5, an upper ground portion 6, and a lower electrode portion 7. It includes a lower ground unit 8, a carburized gas pipe 9, an exhaust pipe 10, an air supply unit 11, a gas recovery unit 12, a carburized gas supply unit 13, a coolant supply unit 14, and the like. Of these components, the upper electrode portion 5, the upper ground portion 6, the lower electrode portion 7, and the lower ground portion 8 correspond to the support portions of the present disclosure.

浸炭装置Ａは、浸炭室Ｐに収容された被処理物Ｘに浸炭処理を施す。すなわち、浸炭装置Ａは、被処理物Ｘを１０００℃近い温度まで加熱すると共に浸炭室Ｐを浸炭ガス雰囲気とすることによって被処理物Ｘの表面に炭素（炭素原子）を浸入させ、以って所定深さの浸炭層を形成する。なお、浸炭装置Ａの処理対象である被処理物Ｘは、浸炭層によって表面硬度が上昇する金属部品である。 The carburizing device A performs a carburizing treatment on the object X to be processed contained in the carburizing chamber P. That is, the carburizing device A heats the object X to be processed to a temperature close to 1000 ° C. and makes the carburizing chamber P a carburized gas atmosphere to allow carbon (carbon atoms) to penetrate into the surface of the object X to be processed. A carburized layer of a predetermined depth is formed. The object X to be treated by the carburizing apparatus A is a metal part whose surface hardness is increased by the carburizing layer.

炉体１は、略直方体形状の本体容器（金属製容器）であり、一側面（図１における手前側の面）に開閉ドア（図示略）が設けられている。炉体１は、電気的に接地（アース）されている。断熱容器２は、炉体１内に設けられた略直方体形状の断熱性を有する容器であり、所定の断熱材（例えばセラミックス材）から形成されている。断熱容器２の内部空間（略直方体空間）は、被処理物Ｘを収容する浸炭室Ｐである。炉床３は、被処理物Ｘが載置される載置台であり、断熱容器２の内側かつ下部に備えられている。炉床３は、アルミナ等のセラミックス材（断熱材）から形成されている。 The furnace body 1 is a main body container (metal container) having a substantially rectangular parallelepiped shape, and an opening / closing door (not shown) is provided on one side surface (front surface in FIG. 1). The furnace body 1 is electrically grounded. The heat insulating container 2 is a container provided in the furnace body 1 having a substantially rectangular parallelepiped shape and having heat insulating properties, and is formed of a predetermined heat insulating material (for example, a ceramic material). The internal space (substantially rectangular parallelepiped space) of the heat insulating container 2 is a carburizing chamber P for accommodating the object X to be processed. The hearth 3 is a mounting table on which the object X to be processed is placed, and is provided inside and below the heat insulating container 2. The hearth 3 is formed of a ceramic material (heat insulating material) such as alumina.

また、上述した開閉ドアの内側には、断熱容器２の一側面を形成する断熱板が設けられている。すなわち、断熱容器２は、開閉ドアの内側に設けられた開閉自在な断熱板と固定設置された５つの断熱板とから構成されている。浸炭装置Ａでは、図１の手前側に設けられた開閉ドアを開けることにより被処理物Ｘを浸炭室Ｐに収容する。 Further, inside the above-mentioned opening / closing door, a heat insulating plate forming one side surface of the heat insulating container 2 is provided. That is, the heat insulating container 2 is composed of an openable and closable heat insulating plate provided inside the opening / closing door and five fixedly installed heat insulating plates. In the carburizing device A, the object X to be processed is housed in the carburizing chamber P by opening the opening / closing door provided on the front side of FIG.

ここで、図１における左右方向は浸炭装置Ａつまり炉体１及び断熱容器２の幅方向であり、図１における上下方向は浸炭装置Ａの高さ方向であり、また図１における左右方向及び上下方向に直交する方向は浸炭装置Ａの奥行方向である。 Here, the left-right direction in FIG. 1 is the width direction of the coal drilling device A, that is, the furnace body 1 and the heat insulating container 2, the vertical direction in FIG. The direction orthogonal to the direction is the depth direction of the coal digging device A.

複数のヒータユニット４は、所定長さを有すると共に水平方向に延在する棒状部材であり、被処理物Ｘを鉛直方向に挟むように上下に配置されている。すなわち、複数のヒータユニット４は、図１に示すように軸線方向を浸炭装置Ａ（炉体１及び断熱容器２）の幅方向とした姿勢で断熱容器２内の上部及び下部に備えられている。ヒータユニット４は、図２Ａ、２Ｂ及び図３Ａ、３Ｂに示されているように、浸炭装置Ａ（炉体１及び断熱容器２）の奥行方向に所定間隔を空けて設けられている。 The plurality of heater units 4 are rod-shaped members having a predetermined length and extending in the horizontal direction, and are arranged vertically so as to sandwich the object X to be processed in the vertical direction. That is, as shown in FIG. 1, the plurality of heater units 4 are provided in the upper part and the lower part of the heat insulating container 2 in a posture in which the axial direction is the width direction of the carburizing device A (the furnace body 1 and the heat insulating container 2). .. As shown in FIGS. 2A and 2B and 3A and 3B, the heater units 4 are provided at predetermined intervals in the depth direction of the carburizing device A (furnace body 1 and heat insulating container 2).

また、ヒータユニット４は、図２Ａ、２Ｂに示すように断熱容器２内の上部（浸炭室Ｐの上部）の奥行き方向に７本設けられ、また図３Ａ、３Ｂに示すように断熱容器２内の下部の奥行き方向に同じく７本設けられている。すなわち、複数のヒータユニット４は、被処理物Ｘを挟むように上下２段に設けられている。 Further, seven heater units 4 are provided in the depth direction of the upper part (the upper part of the carburizing chamber P) in the heat insulating container 2 as shown in FIGS. 2A and 2B, and inside the heat insulating container 2 as shown in FIGS. 3A and 3B. Seven of them are also provided in the depth direction of the lower part of the. That is, the plurality of heater units 4 are provided in two upper and lower stages so as to sandwich the object X to be processed.

浸炭室Ｐの上部に設けられた７本のヒータユニット４は、上部ヒータユニット４Ａである。上部ヒータユニット４Ａは、第１端（左端）が上電極部５によって支持され、第２端（右端）が上アース部６によって支持されている。浸炭室Ｐの下部に設けられた７本のヒータユニット４は、下部ヒータユニット４Ｂである。下部ヒータユニット４Ｂは、第１端（左端）が下電極部７によって支持され、第２端（右端）が下アース部８によって支持されている。 The seven heater units 4 provided above the carburizing chamber P are upper heater units 4A. The first end (left end) of the upper heater unit 4A is supported by the upper electrode portion 5, and the second end (right end) is supported by the upper ground portion 6. The seven heater units 4 provided in the lower part of the carburizing chamber P are the lower heater unit 4B. The first end (left end) of the lower heater unit 4B is supported by the lower electrode portion 7, and the second end (right end) is supported by the lower ground portion 8.

ヒータユニット４（上部ヒータユニット４Ａ及び下部ヒータユニット４Ｂ）は、各々にヒータ本体４ａ及び保護管４ｂを備えている。ヒータ本体４ａは、上電極部５あるいは下電極部７側に位置する第１端が電源に接続され、また上アース部６あるいは下アース部８側に位置する第２端が接地されている。ヒータ本体４ａは、電源から第１端への通電によって発熱する円柱状の電気ヒータ（抵抗発熱体）であり、例えばセラミックス製のセラミックスヒータあるいはグラファイト製のグラファイトヒータである。なお、ヒータ本体４ａは本開示のヒータに相当し、保護管４ｂは本開示の保護部材に相当する。 The heater unit 4 (upper heater unit 4A and lower heater unit 4B) is provided with a heater main body 4a and a protective tube 4b, respectively. In the heater main body 4a, the first end located on the upper electrode portion 5 or the lower electrode portion 7 side is connected to the power supply, and the second end located on the upper ground portion 6 or the lower ground portion 8 side is grounded. The heater body 4a is a columnar electric heater (resistive heating element) that generates heat when energized from a power source to the first end, and is, for example, a ceramic heater made of ceramics or a graphite heater made of graphite. The heater body 4a corresponds to the heater of the present disclosure, and the protective tube 4b corresponds to the protective member of the present disclosure.

保護管４ｂは、ヒータ本体４ａの直径よりも大きな内径を有するセラミックス製の円管状部材（直管）であり、ヒータ本体４ａを覆うように設けられている。保護管４ｂの内面とヒータ本体４ａの表面とは、同心状かつ所定間隔を空けて互いに平行に対峙する円環状面と円柱状面とである。なお、詳細については後述するが、保護管４ｂの内面とヒータ本体４ａの表面との隙間には、バーンアウト用の圧縮空気Ｋが流通する。 The protective tube 4b is a ceramic circular tubular member (straight tube) having an inner diameter larger than the diameter of the heater main body 4a, and is provided so as to cover the heater main body 4a. The inner surface of the protective tube 4b and the surface of the heater body 4a are an annular surface and a columnar surface that are concentric and face each other in parallel with a predetermined interval. Although details will be described later, compressed air K for burnout flows in the gap between the inner surface of the protective tube 4b and the surface of the heater main body 4a.

上電極部５は、上部ヒータユニット４Ａの第１端（左端）を機械的に支持する構造体である。上電極部５は、図１及び図２Ａ、２Ｂに示すように炉体１の左上部に、７つの上部ヒータユニット４Ａの第１端（左端）を全体として覆うように設けられている。上電極部５は、囲い部材５ａ、第１プレート５ｂ、第２プレート５ｃ、７つの支持プレート５ｄ及び７つの受部材５ｅ等を備えている。 The upper electrode portion 5 is a structure that mechanically supports the first end (left end) of the upper heater unit 4A. As shown in FIGS. 1 and 2A and 2B, the upper electrode portion 5 is provided in the upper left portion of the furnace body 1 so as to cover the first end (left end) of the seven upper heater units 4A as a whole. The upper electrode portion 5 includes an enclosure member 5a, a first plate 5b, a second plate 5c, seven support plates 5d, seven receiving members 5e, and the like.

囲い部材５ａは、第１面（右側面）が解放された略直方体状の金属部材である。囲い部材５ａは、７つの上部ヒータユニット４Ａの第１端（左端）を全体として囲むように炉体１の左上部に設けられている。第１プレート５ｂは、保護管４ｂが挿通する開口（丸穴）が形成され、囲い部材５ａの第１面を密閉するように設けられた金属板である。第１プレート５ｂの周縁は囲い部材５ａの第１面を密閉するように囲い部材５ａに溶接固定され、第１プレート５ｂの開口の周縁は保護管４ｂに全周溶接されている。 The enclosure member 5a is a substantially rectangular parallelepiped metal member whose first surface (right side surface) is open. The enclosure member 5a is provided in the upper left portion of the furnace body 1 so as to surround the first end (left end) of the seven upper heater units 4A as a whole. The first plate 5b is a metal plate provided with an opening (round hole) through which the protective tube 4b is inserted so as to seal the first surface of the surrounding member 5a. The peripheral edge of the first plate 5b is welded and fixed to the enclosure member 5a so as to seal the first surface of the enclosure member 5a, and the periphery of the opening of the first plate 5b is welded to the protective tube 4b all around.

第２プレート５ｃは、第１プレート５ｂと同様に保護管４ｂが挿通する開口（丸穴）が形成され、囲い部材５ａの内部に第１プレート５ｂと所定距離を隔てて互いに平行に対峙するように設けられた金属板である。第２プレート５ｃの周縁は囲い部材５ａに溶接固定され、第２プレート５ｃの開口の周縁は保護管４ｂに全周溶接されている。 Similar to the first plate 5b, the second plate 5c is formed with an opening (round hole) through which the protective tube 4b is inserted, and faces the first plate 5b in parallel with the first plate 5b at a predetermined distance inside the surrounding member 5a. It is a metal plate provided in. The peripheral edge of the second plate 5c is welded and fixed to the surrounding member 5a, and the peripheral edge of the opening of the second plate 5c is welded to the protective tube 4b all around.

すなわち、囲い部材５ａ、保護管４ｂ、第１プレート５ｂ及び第２プレート５ｃによって囲まれた空間は、冷却液Ｒが流れる冷媒流路５ｆ（密閉空間）を形成している。また、囲い部材５ａと第２プレート５ｃとによって囲まれた空間は、略密閉空間であり、空気供給部１１からバーンアウト用の圧縮空気Ｋが供給される空気供給室Ｓ１である。 That is, the space surrounded by the enclosure member 5a, the protective tube 4b, the first plate 5b, and the second plate 5c forms a refrigerant flow path 5f (sealed space) through which the coolant R flows. The space surrounded by the enclosure member 5a and the second plate 5c is a substantially enclosed space, and is an air supply chamber S1 in which compressed air K for burnout is supplied from the air supply unit 11.

７つの支持プレート５ｄは、各上部ヒータユニット４Ａつまり上部ヒータユニット４Ａの各ヒータ本体４ａに対応して設けられている。支持プレート５ｄは、第２プレート５ｃの外側面（左面）に垂直姿勢で溶接固定される第１面と、第１面に直交する第２面（水平面）とを有する屈曲板（Ｌ字状金属板）である。支持プレート５ｄの第２面（水平面）上には、受部材５ｅがそれぞれ設置されている。すなわち、支持プレート５ｄの第２面（水平面）は、受部材５ｅの設置面である。 The seven support plates 5d are provided corresponding to each heater main body 4a of each upper heater unit 4A, that is, the upper heater unit 4A. The support plate 5d is a bent plate (L-shaped metal) having a first surface welded and fixed to the outer surface (left surface) of the second plate 5c in a vertical posture and a second surface (horizontal plane) orthogonal to the first surface. Board). Receiving members 5e are installed on the second surface (horizontal plane) of the support plate 5d. That is, the second surface (horizontal plane) of the support plate 5d is the installation surface of the receiving member 5e.

受部材５ｅは、上部ヒータユニット４Ａの各ヒータ本体４ａに対応して設けられている絶縁部材である。受部材５ｅは、上部ヒータユニット４Ａの各ヒータ本体４ａの第１端（左端）に当接することにより各ヒータ本体４ａの荷重を受ける。受部材５ｅは、図２Ａに示すように上部にＶ字状の溝が形成された略直方体状の成形体であり、このＶ字状の溝に上部ヒータユニット４Ａの各ヒータ本体４ａの第１端（左端）が係合した状態で載置されている。すなわち、各ヒータ本体４ａの第１端（左端）は、上電極部５によって炉体１に支持されている。 The receiving member 5e is an insulating member provided corresponding to each heater main body 4a of the upper heater unit 4A. The receiving member 5e receives the load of each heater main body 4a by abutting on the first end (left end) of each heater main body 4a of the upper heater unit 4A. As shown in FIG. 2A, the receiving member 5e is a substantially rectangular parallelepiped molded body having a V-shaped groove formed in the upper portion, and the first heater main body 4a of the upper heater unit 4A is formed in the V-shaped groove. It is placed with the ends (left end) engaged. That is, the first end (left end) of each heater main body 4a is supported by the furnace body 1 by the upper electrode portion 5.

上アース部６は、上部ヒータユニット４Ａの第２端（右端）を支持する構造体である。上アース部６は、図１に示すように炉体１の右上部に、７つの上部ヒータユニット４Ａの第２端（右端）を全体として覆うように設けられている。上アース部６は、囲い部材６ａ、第１プレート６ｂ、第２プレート６ｃ、７つの支持プレート６ｄ及び７つの受部材６ｅ等を備えている。 The upper ground portion 6 is a structure that supports the second end (right end) of the upper heater unit 4A. As shown in FIG. 1, the upper ground portion 6 is provided in the upper right portion of the furnace body 1 so as to cover the second end (right end) of the seven upper heater units 4A as a whole. The upper ground portion 6 includes an enclosure member 6a, a first plate 6b, a second plate 6c, seven support plates 6d, seven receiving members 6e, and the like.

囲い部材６ａは、第１面（左側面）が解放された略直方体状の金属部材である。囲い部材６ａは、７つの上部ヒータユニット４Ａの第２端（右端）を全体として囲むように炉体１の右上部に設けられている。第１プレート６ｂは、保護管４ｂが挿通する開口（丸穴）が形成され、囲い部材６ａの第１面を密閉するように設けられた金属板である。第１プレート６ｂの周縁は囲い部材６ａの第１面を密閉するように囲い部材６ａに溶接固定され、第１プレート６ｂの開口の周縁は保護管４ｂに全周溶接されている。 The enclosure member 6a is a substantially rectangular parallelepiped metal member whose first surface (left surface) is open. The enclosure member 6a is provided in the upper right portion of the furnace body 1 so as to surround the second end (right end) of the seven upper heater units 4A as a whole. The first plate 6b is a metal plate provided with an opening (round hole) through which the protective tube 4b is inserted so as to seal the first surface of the surrounding member 6a. The peripheral edge of the first plate 6b is welded and fixed to the enclosure member 6a so as to seal the first surface of the enclosure member 6a, and the periphery of the opening of the first plate 6b is welded to the protective tube 4b all around.

第２プレート６ｃは、保護管４ｂが挿通する開口（丸穴）が形成され、囲い部材６ａの内部に第１プレート６ｂと所定距離を隔てて互いに平行に対峙するように設けられた金属板である。第２プレート６ｃの周縁は囲い部材６ａに溶接固定され、第２プレート６ｃの開口の周縁は保護管４ｂに全周溶接されている。 The second plate 6c is a metal plate having an opening (round hole) through which the protective tube 4b is inserted and provided inside the enclosure member 6a so as to face the first plate 6b in parallel with each other at a predetermined distance. is there. The peripheral edge of the second plate 6c is welded and fixed to the surrounding member 6a, and the peripheral edge of the opening of the second plate 6c is welded to the protective tube 4b all around.

すなわち、囲い部材６ａ、保護管４ｂ、第１プレート６ｂ及び第２プレート６ｃによって囲まれた空間は、冷却液Ｒが流れる冷媒流路６ｆ（密閉空間）を形成している。また、囲い部材６ａと第２プレート６ｃとによって囲まれた空間は、略密閉空間であり、合計７つ存在する保護管４ｂとヒータ本体４ａとの各隙間からバーンアウトガスを回収するガス回収室Ｃ１である。 That is, the space surrounded by the enclosure member 6a, the protective tube 4b, the first plate 6b, and the second plate 6c forms a refrigerant flow path 6f (sealed space) through which the coolant R flows. Further, the space surrounded by the enclosure member 6a and the second plate 6c is a substantially enclosed space, and the gas recovery chamber C1 that recovers the burnout gas from each gap between the seven protective tubes 4b and the heater main body 4a, which exist in total. Is.

７つの支持プレート６ｄは、各上部ヒータユニット４Ａつまり上部ヒータユニット４Ａの各ヒータ本体４ａに対応して設けられている。支持プレート６ｄは、第２プレート６ｃの外側面（右面）に垂直姿勢で固定される第１面と、第１面に直交する第２面（水平面）とを有する屈曲板（Ｌ字状板材）である。支持プレート６ｄの第２面（水平面）上には、受部材６ｅがそれぞれ載置されている。すなわち、支持プレート６ｄの第２面（水平面）は、受部材６ｅの設置面である。 The seven support plates 6d are provided corresponding to each heater main body 4a of each upper heater unit 4A, that is, the upper heater unit 4A. The support plate 6d is a bent plate (L-shaped plate material) having a first surface fixed to the outer surface (right surface) of the second plate 6c in a vertical posture and a second surface (horizontal plane) orthogonal to the first surface. Is. The receiving members 6e are placed on the second surface (horizontal plane) of the support plate 6d. That is, the second surface (horizontal plane) of the support plate 6d is the installation surface of the receiving member 6e.

受部材６ｅは、上部ヒータユニット４Ａの各ヒータ本体４ａに対応して設けられている絶縁材である。受部材６ｅは、上部ヒータユニット４Ａの各ヒータ本体４ａの第２端（右端）に当接することにより各ヒータ本体４ａの荷重を受ける。受部材６ｅは、受部材５ｅと同様に、上部にＶ字状の溝が形成された略直方体状の成形体であり、このＶ字状の溝に上部ヒータユニット４Ａの各ヒータ本体４ａの第２端（右端）が係合した状態で載置されている。すなわち、各ヒータ本体４ａの第２端（右端）は、上アース部６によって炉体１に支持されている。 The receiving member 6e is an insulating material provided corresponding to each heater main body 4a of the upper heater unit 4A. The receiving member 6e receives the load of each heater main body 4a by abutting on the second end (right end) of each heater main body 4a of the upper heater unit 4A. Like the receiving member 5e, the receiving member 6e is a substantially rectangular parallelepiped molded body having a V-shaped groove formed in the upper portion, and the first heater main body 4a of the upper heater unit 4A is formed in the V-shaped groove. It is placed with the two ends (right end) engaged. That is, the second end (right end) of each heater main body 4a is supported by the furnace body 1 by the upper ground portion 6.

下電極部７は、下部ヒータユニット４Ｂの第１端（左端）を支持する構造体である。下電極部７は、図１及び図３Ａ、３Ｂに示すように炉体１の左下部に、７つの下部ヒータユニット４Ｂの第１端（左端）を全体として覆うように設けられている。下電極部７は、囲い部材７ａ、第１プレート７ｂ、第２プレート７ｃ、７つの支持プレート７ｄ及び７つの受部材７ｅ等を備えている。 The lower electrode portion 7 is a structure that supports the first end (left end) of the lower heater unit 4B. As shown in FIGS. 1 and 3A and 3B, the lower electrode portion 7 is provided at the lower left portion of the furnace body 1 so as to cover the first end (left end) of the seven lower heater units 4B as a whole. The lower electrode portion 7 includes an enclosure member 7a, a first plate 7b, a second plate 7c, seven support plates 7d, seven receiving members 7e, and the like.

囲い部材７ａは、第１面（右側面）が解放された略直方体状の金属部材である。囲い部材７ａは、７つの下部ヒータユニット４Ｂの第１端（左端）を全体として囲むように炉体１の左下部に設けられている。第１プレート７ｂは、保護管４ｂが挿通する開口（丸穴）が形成され、囲い部材７ａの第１面を密閉するように設けられた金属板である。第１プレート７ｂの周縁は囲い部材７ａの第１面を密閉するように囲い部材７ａに溶接固定され、第１プレート７ｂの開口の周縁は保護管４ｂに全周溶接されている。 The enclosure member 7a is a substantially rectangular parallelepiped metal member whose first surface (right side surface) is open. The enclosure member 7a is provided in the lower left portion of the furnace body 1 so as to surround the first end (left end) of the seven lower heater units 4B as a whole. The first plate 7b is a metal plate provided with an opening (round hole) through which the protective tube 4b is inserted so as to seal the first surface of the surrounding member 7a. The peripheral edge of the first plate 7b is welded and fixed to the enclosure member 7a so as to seal the first surface of the enclosure member 7a, and the peripheral edge of the opening of the first plate 7b is welded to the protective tube 4b all around.

第２プレート７ｃは、第１プレート７ｂと同様に保護管４ｂが挿通する開口（丸穴）が形成され、囲い部材７ａの内部に第１プレート７ｂと所定距離を隔てて互いに平行に対峙するように設けられた金属板である。第２プレート７ｃの周縁は囲い部材７ａに溶接固定され、第２プレート７ｃの開口の周縁は保護管４ｂに全周溶接されている。 Similar to the first plate 7b, the second plate 7c is formed with an opening (round hole) through which the protective tube 4b is inserted, and faces the first plate 7b in parallel with the first plate 7b at a predetermined distance inside the surrounding member 7a. It is a metal plate provided in. The peripheral edge of the second plate 7c is welded and fixed to the surrounding member 7a, and the peripheral edge of the opening of the second plate 7c is welded to the protective tube 4b all around.

すなわち、囲い部材７ａ、保護管４ｂ、第１プレート７ｂ及び第２プレート７ｃによって囲まれた空間は、冷却液Ｒが流れる冷媒流路７ｆ（密閉空間）を形成している。また、囲い部材７ａと第２プレート７ｃとによって囲まれた空間は、略密閉空間であり、空気供給部１１からバーンアウト用の圧縮空気Ｋが供給される空気供給室Ｓ２である。 That is, the space surrounded by the enclosure member 7a, the protective tube 4b, the first plate 7b, and the second plate 7c forms a refrigerant flow path 7f (sealed space) through which the coolant R flows. The space surrounded by the enclosure member 7a and the second plate 7c is a substantially enclosed space, and is an air supply chamber S2 to which compressed air K for burnout is supplied from the air supply unit 11.

７つの支持プレート７ｄは、各下部ヒータユニット４Ｂつまり下部ヒータユニット４Ｂの各ヒータ本体４ａに対応して設けられている。支持プレート７ｄは、第２プレート７ｃの外側面（左面）に垂直姿勢で溶接固定される第１面と、第１面に直交する第２面（水平面）とを有する屈曲板（Ｌ字状金属板）である。支持プレート７ｄの第２面（水平面）上には、受部材７ｅがそれぞれ設置されている。すなわち、支持プレート７ｄの第２面（水平面）は、受部材７ｅの設置面である。 The seven support plates 7d are provided corresponding to each heater main body 4a of each lower heater unit 4B, that is, the lower heater unit 4B. The support plate 7d is a bent plate (L-shaped metal) having a first surface welded and fixed to the outer surface (left surface) of the second plate 7c in a vertical posture and a second surface (horizontal plane) orthogonal to the first surface. Board). Receiving members 7e are installed on the second surface (horizontal plane) of the support plate 7d. That is, the second surface (horizontal plane) of the support plate 7d is the installation surface of the receiving member 7e.

受部材７ｅは、下部ヒータユニット４Ｂの各ヒータ本体４ａに対応して設けられている絶縁部材である。受部材７ｅは、下部ヒータユニット４Ｂの各ヒータ本体４ａの第１端（左端）に当接することにより各ヒータ本体４ａの荷重を受ける。受部材７ｅは、図３Ａに示すように上部にＶ字状の溝が形成された略直方体状の成形体であり、このＶ字状の溝に下部ヒータユニット４Ｂの各ヒータ本体４ａの第１端（左端）が係合した状態で載置されている。すなわち、各ヒータ本体４ａの第１端（左端）は、下電極部７によって炉体１に支持されている。 The receiving member 7e is an insulating member provided corresponding to each heater main body 4a of the lower heater unit 4B. The receiving member 7e receives the load of each heater main body 4a by contacting the first end (left end) of each heater main body 4a of the lower heater unit 4B. As shown in FIG. 3A, the receiving member 7e is a substantially rectangular parallelepiped molded body having a V-shaped groove formed in the upper portion, and the first heater main body 4a of the lower heater unit 4B is formed in the V-shaped groove. It is placed with the ends (left end) engaged. That is, the first end (left end) of each heater main body 4a is supported by the furnace body 1 by the lower electrode portion 7.

下アース部８は、下部ヒータユニット４Ｂの第２端（右端）を支持する構造体である。下アース部８は、図１に示すように炉体１の右下部に、７つの下部ヒータユニット４Ｂの第２端（右端）を全体として覆うように設けられている。下アース部８は、囲い部材８ａ、第１プレート８ｂ、第２プレート８ｃ、７つの支持プレート８ｄ及び７つの受部材８ｅ等を備えている。 The lower ground portion 8 is a structure that supports the second end (right end) of the lower heater unit 4B. As shown in FIG. 1, the lower ground portion 8 is provided in the lower right portion of the furnace body 1 so as to cover the second end (right end) of the seven lower heater units 4B as a whole. The lower ground portion 8 includes an enclosure member 8a, a first plate 8b, a second plate 8c, seven support plates 8d, seven receiving members 8e, and the like.

囲い部材８ａは、第１面（左側面）が解放された略直方体状の金属部材である。囲い部材８ａは、７つの下部ヒータユニット４Ｂの第２端（右端）を全体として囲むように炉体１の右下部に設けられている。第１プレート８ｂは、保護管４ｂが挿通する開口（丸穴）が形成され、囲い部材８ａの第１面を密閉するように設けられた金属板である。第１プレート８ｂの周縁は囲い部材８ａの第１面を密閉するように囲い部材８ａに溶接固定され、第１プレート８ｂの開口の周縁は保護管４ｂに全周溶接されている。 The enclosure member 8a is a substantially rectangular parallelepiped metal member whose first surface (left surface) is open. The enclosure member 8a is provided in the lower right portion of the furnace body 1 so as to surround the second end (right end) of the seven lower heater units 4B as a whole. The first plate 8b is a metal plate provided with an opening (round hole) through which the protective tube 4b is inserted so as to seal the first surface of the surrounding member 8a. The peripheral edge of the first plate 8b is welded and fixed to the enclosure member 8a so as to seal the first surface of the enclosure member 8a, and the periphery of the opening of the first plate 8b is welded to the protective tube 4b all around.

第２プレート８ｃは、保護管４ｂが挿通する開口（丸穴）が形成され、囲い部材８ａの内部に第１プレート８ｂと所定距離を隔てて互いに平行に対峙するように設けられた金属板である。第２プレート８ｃの周縁は囲い部材８ａに溶接固定され、第２プレート８ｃの開口の周縁は保護管４ｂに全周溶接されている。 The second plate 8c is a metal plate having an opening (round hole) through which the protective tube 4b is inserted and provided inside the surrounding member 8a so as to face the first plate 8b in parallel with each other at a predetermined distance. is there. The peripheral edge of the second plate 8c is welded and fixed to the surrounding member 8a, and the peripheral edge of the opening of the second plate 8c is welded to the protective tube 4b all around.

すなわち、囲い部材８ａ、保護管４ｂ、第１プレート８ｂ及び第２プレート８ｃによって囲まれた空間は、冷却液Ｒが流れる冷媒流路８ｆ（密閉空間）を形成している。また、囲い部材８ａと第２プレート８ｃとによって囲まれた空間は、略密閉空間であり、合計７つ存在する保護管４ｂとヒータ本体４ａとの各隙間からバーンアウトガスを回収するガス回収室Ｃ２である。 That is, the space surrounded by the enclosure member 8a, the protective tube 4b, the first plate 8b, and the second plate 8c forms a refrigerant flow path 8f (sealed space) through which the coolant R flows. Further, the space surrounded by the enclosure member 8a and the second plate 8c is a substantially enclosed space, and the gas recovery chamber C2 that recovers the burnout gas from each gap between the seven protective tubes 4b and the heater main body 4a, which exist in total. Is.

７つの支持プレート８ｄは、各下部ヒータユニット４Ｂつまり下部ヒータユニット４Ｂの各ヒータ本体４ａに対応して設けられている。支持プレート８ｄは、第２プレート８ｃの外側面（右面）に垂直姿勢で固定される第１面と、第１面に直交する第２面（水平面）と、を有する屈曲板（Ｌ字状板材）である。支持プレート８ｄの第２面（水平面）上には、受部材８ｅがそれぞれ載置されている。すなわち、支持プレート８ｄの第２面（水平面）は、受部材８ｅの設置面である。 The seven support plates 8d are provided corresponding to each heater main body 4a of each lower heater unit 4B, that is, the lower heater unit 4B. The support plate 8d is a bent plate (L-shaped plate material) having a first surface fixed to the outer surface (right surface) of the second plate 8c in a vertical posture and a second surface (horizontal plane) orthogonal to the first surface. ). The receiving members 8e are placed on the second surface (horizontal plane) of the support plate 8d. That is, the second surface (horizontal plane) of the support plate 8d is the installation surface of the receiving member 8e.

受部材８ｅは、下部ヒータユニット４Ｂの各ヒータ本体４ａに対応して設けられる絶縁材である。受部材８ｅは、下部ヒータユニット４Ｂの各ヒータ本体４ａの第２端（右端）に当接することにより各ヒータ本体４ａの荷重を受ける。受部材８ｅは、受部材７ｅと同様に、上部にＶ字状の溝が形成された略直方体状の成形体であり、このＶ字状の溝に下部ヒータユニット４Ｂの各ヒータ本体４ａの第２端（右端）が係合した状態で載置されている。すなわち、各ヒータ本体４ａの第２端（右端）は、下アース部８によって炉体１に支持されている。 The receiving member 8e is an insulating material provided corresponding to each heater main body 4a of the lower heater unit 4B. The receiving member 8e receives the load of each heater main body 4a by abutting on the second end (right end) of each heater main body 4a of the lower heater unit 4B. Like the receiving member 7e, the receiving member 8e is a substantially rectangular parallelepiped molded body having a V-shaped groove formed in the upper portion, and the receiving member 8e is the first of the heater main bodies 4a of the lower heater unit 4B in the V-shaped groove. It is placed with the two ends (right end) engaged. That is, the second end (right end) of each heater main body 4a is supported by the furnace body 1 by the lower ground portion 8.

浸炭ガス管９は、浸炭ガスを浸炭室Ｐ内に導入するための管状部材である。浸炭ガス管９の先端が浸炭室Ｐ内に開口し、浸炭ガス管９の後端が浸炭ガス供給部１３に連通する。浸炭ガス管９は、浸炭ガス供給部１３から供給された所定流量の浸炭ガスを浸炭室Ｐに吐出する。排気管１０は、一端が浸炭室Ｐに開口し、他端が排気装置（図示略）に接続された管状部材である。排気管１０は、浸炭室Ｐ内のガス（浸炭ガスや浸炭ガスが熱分解した熱分解ガス等）を排気装置（真空ポンプ）を介して外部に排気する。 The carburized gas pipe 9 is a tubular member for introducing the carburized gas into the carburized chamber P. The tip of the carburized gas pipe 9 opens in the carburizing chamber P, and the rear end of the carburized gas pipe 9 communicates with the carburized gas supply unit 13. The carburizing gas pipe 9 discharges the carburized gas of a predetermined flow rate supplied from the carburizing gas supply unit 13 to the carburizing chamber P. The exhaust pipe 10 is a tubular member having one end open to the carburizing chamber P and the other end connected to an exhaust device (not shown). The exhaust pipe 10 exhausts the gas in the carburizing chamber P (the carburized gas, the pyrolyzed gas obtained by thermally decomposing the carburized gas, etc.) to the outside through the exhaust device (vacuum pump).

空気供給部１１は、２つの空気供給室Ｓ１，Ｓ２に接続されており、各空気供給室Ｓ１，Ｓ２にバーンアウト用の圧縮空気Ｋを供給する。なお、圧縮空気Ｋは、常圧以上の所定圧に加圧された空気である。ガス回収部１２は、２つのガス回収室Ｃ１，Ｃ２に接続されており、ガス回収室Ｃ１，Ｃ２からバーンアウトガスを回収する。バーンアウトガスは、圧縮空気Ｋに加え、圧縮空気Ｋの一部が保護管４ｂの内面とヒータ本体４ａの表面との隙間に堆積している煤と化学反応して生成される二酸化炭素等を含む混合ガスである。浸炭ガス供給部１３は、浸炭ガス管９を介して浸炭室Ｐに浸炭ガスを供給する。浸炭ガスは、例えばアセチレンガス（Ｃ２Ｈ２）である。The air supply unit 11 is connected to two air supply chambers S1 and S2, and supplies compressed air K for burnout to each of the air supply chambers S1 and S2. The compressed air K is air pressurized to a predetermined pressure equal to or higher than normal pressure. The gas recovery unit 12 is connected to two gas recovery chambers C1 and C2, and recovers burnout gas from the gas recovery chambers C1 and C2. In addition to the compressed air K, the burnout gas contains carbon dioxide and the like generated by a part of the compressed air K chemically reacting with soot accumulated in the gap between the inner surface of the protective tube 4b and the surface of the heater body 4a. It is a mixed gas. The carburizing gas supply unit 13 supplies the carburizing gas to the carburizing chamber P via the carburizing gas pipe 9. The carburized gas is, for example, acetylene gas (C 2 H 2 ).

冷却液供給部１４は、上電極部５、上アース部６、下電極部７及び下アース部８の各冷媒流路５ｆ、６ｆ、７ｆ、８ｆに冷却液Ｒを供給する。冷却液Ｒは、例えば水（冷却水）である。例えば、冷却液供給部１４は、各冷媒流路５ｆ、６ｆ、７ｆ、８ｆの第１端に冷却液Ｒを供給すると共に各冷媒流路５ｆ、６ｆ、７ｆ、８ｆの第２端から冷却液Ｒを回収し、冷却液Ｒを熱交換等によって冷却してから各冷媒流路５ｆ、６ｆ、７ｆ、８ｆの第１端に供給させる冷媒巡回型の冷却装置である。 The coolant supply unit 14 supplies the coolant R to the refrigerant flow paths 5f, 6f, 7f, and 8f of the upper electrode portion 5, the upper ground portion 6, the lower electrode portion 7, and the lower ground portion 8. The coolant R is, for example, water (cooling water). For example, the coolant supply unit 14 supplies the coolant R to the first ends of the refrigerant flow paths 5f, 6f, 7f, and 8f, and the coolant is supplied from the second ends of the refrigerant flow paths 5f, 6f, 7f, and 8f. This is a refrigerant circulation type cooling device in which R is recovered, the coolant R is cooled by heat exchange or the like, and then supplied to the first ends of the respective refrigerant flow paths 5f, 6f, 7f, 8f.

冷却液供給部１４は、少なくとも各段毎、つまり上部ヒータユニット４Ａ及び下部ヒータユニット４Ｂ毎に冷却液Ｒの流量を調節する機能を有する。すなわち、上部ヒータユニット４Ａと下部ヒータユニット４Ｂとでは、炉体１における上下の構造の相違等に起因して、ヒータ本体４ａの発熱量（通電量）を異ならせる場合がある。 The coolant supply unit 14 has a function of adjusting the flow rate of the coolant R at least for each stage, that is, for each of the upper heater unit 4A and the lower heater unit 4B. That is, the heat generation amount (energization amount) of the heater main body 4a may be different between the upper heater unit 4A and the lower heater unit 4B due to the difference in the upper and lower structures of the furnace body 1.

例えば、炉体１の下部には比較的熱容量の大きな炉床３が設けられるため、炉体１の下部は上部と異なり、昇温し難い傾向にある。この点を考慮すると、下部ヒータユニット４Ｂの各ヒータ本体４ａへの通電量を上部ヒータユニット４Ａの各ヒータ本体４ａへの通電量を大きく設定することにより、炉体１の下部と上部とを均等な温度に設定する必要が発生する。この場合に、下部ヒータユニット４Ｂの各ヒータ本体４ａの発熱量は、上部ヒータユニット４Ａの各ヒータ本体４ａの発熱量よりも大きくなるので、各ヒータ本体４ａの冷却能力を上部よりも下部の方を高める必要がある。 For example, since the hearth 3 having a relatively large heat capacity is provided in the lower part of the furnace body 1, the lower part of the furnace body 1 tends to be difficult to raise the temperature unlike the upper part. Considering this point, by setting a large amount of electricity to each heater body 4a of the lower heater unit 4B and a large amount of electricity to each heater body 4a of the upper heater unit 4A, the lower part and the upper part of the furnace body 1 are made equal. It is necessary to set the temperature. In this case, the calorific value of each heater body 4a of the lower heater unit 4B is larger than the calorific value of each heater body 4a of the upper heater unit 4A, so that the cooling capacity of each heater body 4a is lower than the upper part. Need to be increased.

次に、本実施形態に係る浸炭装置Ａの動作について詳しく説明する。
浸炭装置Ａを用いて被処理物Ｘに浸炭処理を施す場合、被処理物Ｘは炉体１に備えられた開閉ドアを開放することにより、浸炭室Ｐに収容されて炉床３上に載置される。そして、開閉ドアが閉鎖されることによって、浸炭室Ｐは密閉状態となる。この状態で真空ポンプが作動することによって浸炭室Ｐは所定の減圧雰囲気に設定される。Next, the operation of the carburizing device A according to the present embodiment will be described in detail.
When carburizing the object X to be processed by using the carburizing device A, the object X to be processed is housed in the carburizing chamber P by opening the opening / closing door provided in the furnace body 1 and placed on the hearth 3. Placed. Then, when the opening / closing door is closed, the carburizing chamber P is closed. By operating the vacuum pump in this state, the carburizing chamber P is set to a predetermined depressurized atmosphere.

また、真空ポンプによる浸炭室Ｐの真空引きに並行して、加熱用電源から各ヒータユニット４（上部ヒータユニット４Ａ及び下部ヒータユニット４Ｂ）の各ヒータ本体４ａに電力が供給されることにより、浸炭室Ｐが所定温度（浸炭温度）まで加熱される。そして、浸炭室Ｐが所定時間（浸炭時間）に亘って浸炭温度に維持され、この間に浸炭ガス供給部１３が作動して浸炭ガス管９から浸炭室Ｐに所定流量の浸炭ガスが連続的あるいは間欠的に供給される。 Further, in parallel with the vacuuming of the carburizing chamber P by the vacuum pump, electric power is supplied from the heating power source to each heater main body 4a of each heater unit 4 (upper heater unit 4A and lower heater unit 4B) to carburize. The chamber P is heated to a predetermined temperature (carburizing temperature). Then, the carburizing chamber P is maintained at the carburizing temperature for a predetermined time (carburizing time), and during this time, the carburizing gas supply unit 13 operates and the carburizing gas of a predetermined flow rate is continuously supplied from the carburizing gas pipe 9 to the carburizing chamber P. It is supplied intermittently.

この結果、浸炭ガスに由来する炭素原子が被処理物Ｘの表面から内部に浸入し、被処理物Ｘの表面から所定深さ（浸炭深さ）に亘る浸炭層が形成される。すなわち、浸炭室Ｐでは、浸炭ガスが熱分解することにより炭素原子と熱分解ガスが生成され、この熱分解によって生成された炭素原子（炭素）の一部が被処理物Ｘに浸入して浸炭層を形成する。 As a result, carbon atoms derived from the carburized gas infiltrate from the surface of the object X to be treated to the inside, and a carburized layer extending from the surface of the object X to be treated to a predetermined depth (carburizing depth) is formed. That is, in the carburizing chamber P, carbon atoms and pyrolysis gas are generated by the thermal decomposition of the carburized gas, and a part of the carbon atoms (carbon) generated by this thermal decomposition penetrates into the object X to be carburized. Form a layer.

そして、熱分解によって生成された熱分解ガス及び浸炭ガスの一部は、排気管１０から外部に排気される。例えば、浸炭ガスがアセチレン（Ｃ２Ｈ２）の場合、熱分解ガスとして水素ガス（Ｈ２）が生成され、水素ガス（Ｈ２）は排気管１０を介して浸炭室Ｐから排気される。Then, a part of the pyrolysis gas and the carburized gas generated by the pyrolysis is exhausted to the outside from the exhaust pipe 10. For example, when the carburizing gas is acetylene (C 2 H 2 ), hydrogen gas (H 2 ) is generated as a pyrolysis gas, and the hydrogen gas (H 2 ) is exhausted from the carburizing chamber P via the exhaust pipe 10.

浸炭装置Ａでは、このような被処理物Ｘへの浸炭層の形成（浸炭処理）と並行して冷却液供給部１４が作動することにより、上電極部５、上アース部６、下電極部７及び下アース部８の各冷媒流路５ｆ、６ｆ、７ｆ、８ｆに冷却液Ｒが供給される。この結果、各ヒータ本体４ａの両端近傍部位は、冷却液Ｒによって間接的に冷却される。すなわち、各ヒータ本体４ａの両端部を直接支持する各受部材５ｅ、６ｅ、７ｅ、８ｅが熱伝導性に優れた金属部材である各第２プレート５ｃ、６ｃ、７ｃ、８ｃ及び各支持プレート５ｄ、６ｄ、７ｄ、８ｄを介して冷却液Ｒと間接的に熱交換を行うので、各ヒータ本体４ａの両端部を効果的に冷却することができる。 In the carburizing device A, the coolant supply unit 14 operates in parallel with the formation of the carburized layer on the object X to be treated (carburizing treatment), so that the upper electrode portion 5, the upper ground portion 6, and the lower electrode portion are operated. The coolant R is supplied to the refrigerant flow paths 5f, 6f, 7f, and 8f of the lower ground portion 8 and the lower ground portion 8. As a result, the portions near both ends of each heater main body 4a are indirectly cooled by the coolant R. That is, the second plates 5c, 6c, 7c, 8c and the support plates 5d, in which the receiving members 5e, 6e, 7e, and 8e that directly support both ends of the heater body 4a are metal members having excellent thermal conductivity. Since heat exchange is indirectly performed with the coolant R via the 6d, 7d, and 8d, both ends of each heater main body 4a can be effectively cooled.

したがって、本実施形態によれば、各ヒータ本体４ａの両端部つまり各受部材５ｅ、６ｅ、７ｅ、８ｅによる被支持部を冷却液Ｒによって間接的に冷却することによって、各ヒータ本体４ａの熱損傷を抑制することが可能である。本実施形態によれば、各ヒータ本体４ａの寿命を延ばすことが可能であり、よってメンテナンス費用の削減を実現することが可能である。 Therefore, according to the present embodiment, the heat of each heater body 4a is heated by indirectly cooling both ends of each heater body 4a, that is, the supported parts by the receiving members 5e, 6e, 7e, 8e with the coolant R. It is possible to suppress damage. According to this embodiment, it is possible to extend the life of each heater main body 4a, and thus it is possible to realize a reduction in maintenance cost.

ここで、浸炭室Ｐを均一な温度に設定する必要から下部ヒータユニット４Ｂの各ヒータ本体４ａへの通電量と上部ヒータユニット４Ａの各ヒータ本体４ａへの通電量を異ならせる場合、冷却液供給部１４は、通電量に応じて冷却液Ｒの各冷媒流路５ｆ、６ｆ、７ｆ、８ｆへの供給量をそれぞれ調節する。例えば、下部ヒータユニット４Ｂへの通電量が上部ヒータユニット４Ａへの通電量よりも大きい場合、冷却液供給部１４は、各冷媒流路７ｆ、８ｆへの冷却液Ｒの供給量を各冷媒流路５ｆ、６ｆへの供給量よりも多くすることにより、下部ヒータユニット４Ｂの各ヒータ本体４ａの冷却能力を上部ヒータユニット４Ａの各ヒータ本体４ａの冷却能力よりも向上させる。 Here, since it is necessary to set the carburizing chamber P to a uniform temperature, when the amount of electricity supplied to each heater body 4a of the lower heater unit 4B and the amount of electricity supplied to each heater body 4a of the upper heater unit 4A are different, the coolant is supplied. The unit 14 adjusts the supply amount of the coolant R to the refrigerant flow paths 5f, 6f, 7f, and 8f according to the amount of energization. For example, when the amount of electricity supplied to the lower heater unit 4B is larger than the amount of electricity supplied to the upper heater unit 4A, the coolant supply unit 14 sets the amount of coolant R supplied to the respective refrigerant flow paths 7f and 8f to each refrigerant flow. By increasing the supply amount to the passages 5f and 6f, the cooling capacity of each heater main body 4a of the lower heater unit 4B is improved more than the cooling capacity of each heater main body 4a of the upper heater unit 4A.

本実施形態によれば、上部ヒータユニット４Ａ及び下部ヒータユニット４Ｂの各ヒータ本体４ａの熱損傷のアンバランスを解消することが可能であり、よって各ヒータ本体４ａのメンテナンス性を向上させることが可能である。 According to this embodiment, it is possible to eliminate the imbalance of thermal damage of each heater main body 4a of the upper heater unit 4A and the lower heater unit 4B, and thus it is possible to improve the maintainability of each heater main body 4a. Is.

また、浸炭装置Ａでは、各冷媒流路５ｆ、６ｆ、７ｆ、８ｆが、保護管４ｂ及び保護管４ｂとヒータ本体４ａとの隙間を介してヒータ本体４ａの端部近傍部位と対峙している。すなわち、浸炭装置Ａでは、各冷媒流路５ｆ、６ｆ、７ｆ、８ｆがヒータ本体４ａの端部近傍部位に近接配置されているので、これによっても各ヒータ本体４ａの両端部を冷却することができる。 Further, in the carburizing device A, the respective refrigerant flow paths 5f, 6f, 7f, and 8f face the portion near the end of the heater main body 4a through the gap between the protective pipe 4b and the protective pipe 4b and the heater main body 4a. .. That is, in the carburizing device A, since the refrigerant flow paths 5f, 6f, 7f, and 8f are arranged close to the end portion of the heater main body 4a, both ends of each heater main body 4a can be cooled by this as well. it can.

ここで、浸炭ガスの熱分解によって生成した炭素の一部は、各ヒータユニット４（上部ヒータユニット４Ａ及び下部ヒータユニット４Ｂ）のヒータ本体４ａと保護管４ｂとの隙間に侵入して煤化する。この煤（炭素）は、導電性であり、ヒータ本体４ａの電気抵抗を変化させ得る物質である。すなわち、浸炭装置Ａを長時間に亘って運転した場合に、ヒータ本体４ａの電気抵抗は、煤（炭素）によって初期状態から徐々に変化するので、ヒータ本体４ａの発熱量が徐々に変化し得る。この場合に浸炭装置Ａでは浸炭室Ｐを所望の浸炭温度に加熱することが困難になる。 Here, a part of the carbon generated by the thermal decomposition of the carburized gas invades the gap between the heater main body 4a and the protective tube 4b of each heater unit 4 (upper heater unit 4A and lower heater unit 4B) and becomes soot. This soot (carbon) is a substance that is conductive and can change the electric resistance of the heater body 4a. That is, when the carburizing device A is operated for a long time, the electric resistance of the heater main body 4a gradually changes from the initial state due to soot (carbon), so that the calorific value of the heater main body 4a can gradually change. .. In this case, it becomes difficult for the carburizing device A to heat the carburizing chamber P to a desired carburizing temperature.

浸炭装置Ａでは、この煤を除去するために定期的あるいは非定期にバーンアウト処理を行う。すなわち、浸炭装置Ａでは、上電極部５及び下電極部７に空気供給部１１から圧縮空気Ｋを供給することにより、ヒータ本体４ａと保護管４ｂとの隙間に存在する煤（炭素）を空気とを化学反応させて二酸化炭素等にガス化させ、ヒータ本体４ａと保護管４ｂとの隙間からバーンアウトガスとしてガス回収室Ｃ１，Ｃ２に回収し、さらにガス回収部１２によってガス回収室Ｃ１，Ｃ２から外部に回収する。 In the carburizing device A, burnout treatment is performed regularly or irregularly in order to remove the soot. That is, in the carburizing device A, by supplying compressed air K from the air supply unit 11 to the upper electrode portion 5 and the lower electrode portion 7, soot (carbon) existing in the gap between the heater main body 4a and the protective tube 4b is aired. Is chemically reacted to gasify into carbon dioxide or the like, and is recovered as burnout gas in the gas recovery chambers C1 and C2 from the gap between the heater main body 4a and the protective tube 4b, and further, the gas recovery chambers C1 and C2 are recovered by the gas recovery unit 12. Collect from the outside.

このようなバーンアウト処理によれば、ヒータ本体４ａと保護管４ｂとの隙間に存在する煤（炭素）が十分に除去され、ヒータ本体４ａの電気抵抗が初期状態に復帰する。すなわち、本実施形態によれば、バーンアウト処理によって、ヒータ本体４ａへの煤（炭素）の堆積をより確実に防止することができる。 By such a burnout process, soot (carbon) existing in the gap between the heater main body 4a and the protective tube 4b is sufficiently removed, and the electric resistance of the heater main body 4a returns to the initial state. That is, according to the present embodiment, the burnout treatment can more reliably prevent the accumulation of soot (carbon) on the heater main body 4a.

なお、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、各冷媒流路５ｆ、６ｆ、７ｆ、８ｆをヒータ本体４ａの端部近傍部位と対峙する位置に設けたが、本開示はこれに限定されない。例えば、各冷媒流路５ｆ、６ｆ、７ｆ、８ｆを図１において受部材５ｅ、６ｅ、７ｅ、８ｅの反対側、つまり冷媒流路５ｆ、７ｆについては受部材５ｅ、７ｅの左側、また冷媒流路６ｆ、８ｆについては受部材６ｅ、８ｅの右側に配置してもよい。The present disclosure is not limited to the above embodiment, and for example, the following modifications can be considered.
(1) In the above embodiment, the refrigerant flow paths 5f, 6f, 7f, and 8f are provided at positions facing the end portion of the heater main body 4a, but the present disclosure is not limited to this. For example, the refrigerant flow paths 5f, 6f, 7f, 8f are on the opposite sides of the receiving members 5e, 6e, 7e, 8e in FIG. 1, that is, the refrigerant flow paths 5f, 7f are on the left side of the receiving members 5e, 7e, and the refrigerant flow. The roads 6f and 8f may be arranged on the right side of the receiving members 6e and 8e.

（２）上記実施形態では、上部ヒータユニット４Ａ及び下部ヒータユニット４Ｂ毎に冷却液Ｒの流量を調節するが、本開示はこれに限定されない。例えば、冷却液Ｒの流量を各段毎に調節することに代えて、各支持部毎つまり上電極部５、上アース部６、下電極部７及び下アース部８毎に冷却液Ｒの流量を調節してもよい。また、このような各段毎及び各支持部毎の調節を省略してもよい。 (2) In the above embodiment, the flow rate of the coolant R is adjusted for each of the upper heater unit 4A and the lower heater unit 4B, but the present disclosure is not limited to this. For example, instead of adjusting the flow rate of the coolant R for each stage, the flow rate of the coolant R for each support portion, that is, for each of the upper electrode portion 5, the upper ground portion 6, the lower electrode portion 7, and the lower ground portion 8. May be adjusted. Further, such adjustment for each stage and each support portion may be omitted.

（３）上記実施形態では、上部ヒータユニット４Ａ及び下部ヒータユニット４Ｂの本数を同一（７本）としたが、本開示はこれに限定されない。断熱容器２内の下部には炉床３が存在するので、被処理物Ｘの下部は、上部よりも加熱され難い。このような事情を考慮すると、下部ヒータユニット４Ｂの本数を上部ヒータユニット４Ａの本数よりも多く設けてもよい。 (3) In the above embodiment, the number of the upper heater unit 4A and the lower heater unit 4B is the same (7), but the present disclosure is not limited to this. Since the hearth 3 exists in the lower part of the heat insulating container 2, the lower part of the object X to be processed is less likely to be heated than the upper part. Considering such circumstances, the number of lower heater units 4B may be larger than the number of upper heater units 4A.

（４）上記実施形態では、冷却液Ｒとして水（冷却水）を採用したが、本開示はこれに限定されない。必要に応じて冷却水より熱伝導率の高い液体を採用してもよい。 (4) In the above embodiment, water (cooling water) is adopted as the coolant R, but the present disclosure is not limited to this. If necessary, a liquid having a higher thermal conductivity than the cooling water may be adopted.

本開示によれば、浸炭装置におけるヒータの損傷を抑制することができる。 According to the present disclosure, damage to the heater in the carburizing device can be suppressed.

Ａ 浸炭装置
Ｋ 圧縮空気
Ｒ 冷却液
Ｓ１，Ｓ２ 空気供給室
Ｃ１，Ｃ２ ガス回収室
Ｐ 浸炭室
Ｘ 被処理物
１ 炉体
２ 断熱容器
３ 炉床
４ ヒータユニット
４Ａ 上部ヒータユニット
４Ｂ 下部ヒータユニット
４ａ ヒータ本体（ヒータ）
４ｂ 保護管（保護部材）
５ 上電極部（支持部）
５ａ 囲い部材
５ｂ 第１プレート
５ｃ 第２プレート
５ｄ 支持プレート
５ｅ 受部材
５ｆ 冷媒流路
６ 上アース部（支持部）
６ａ 囲い部材
６ｂ 第１プレート
６ｃ 第２プレート
６ｄ 支持プレート
６ｅ 受部材
６ｆ 冷媒流路
７ 下電極部（支持部）
７ａ 囲い部材
７ｂ 第１プレート
７ｃ 第２プレート
７ｄ 支持プレート
７ｅ 受部材
７ｆ 冷媒流路
８ 下アース部（支持部）
８ａ 囲い部材
８ｂ 第１プレート
８ｃ 第２プレート
８ｄ 支持プレート
８ｅ 受部材
８ｆ 冷媒流路
９ 浸炭ガス管
１０ 排気管
１１ 空気供給部
１２ ガス回収部
１３ 浸炭ガス供給部
１４ 冷却液供給部A Carburizing device K Compressed air R Coolant S1, S2 Air supply room C1, C2 Gas recovery room P Carburizing room X Processed object 1 Furnace 2 Insulation container 3 Hearth 4 Heater unit 4A Upper heater unit 4B Lower heater unit 4a Heater Body (heater)
4b Protective tube (protective member)
5 Upper electrode part (support part)
5a Enclosing member 5b 1st plate 5c 2nd plate 5d Support plate 5e Receiving member 5f Refrigerant flow path 6 Upper ground part (support part)
6a Enclosing member 6b 1st plate 6c 2nd plate 6d Support plate 6e Receiving member 6f Refrigerant flow path 7 Lower electrode part (support part)
7a Enclosure member 7b 1st plate 7c 2nd plate 7d Support plate 7e Receiving member 7f Refrigerant flow path 8 Lower ground part (support part)
8a Enclosure member 8b 1st plate 8c 2nd plate 8d Support plate 8e Receiving member 8f Refrigerant flow path 9 Carburizing gas pipe 10 Exhaust pipe 11 Air supply part 12 Gas recovery part 13 Carburizing gas supply part 14 Coolant supply part

Claims (2)

被処理物を収容する炉体と、
前記炉体内に水平方向に延在する複数のヒータと、
前記複数のヒータを各々覆う複数の保護部材と、
前記ヒータの両端部に各々設けられ、前記ヒータを支持する支持部と、
前記炉体内に浸炭ガスを供給する浸炭ガス供給部と、
前記ヒータと前記保護部材との隙間にバーンアウト用の空気を供給する空気供給部とを備え、
前記支持部は、前記ヒータの前記端部に当接する受部材と、前記受部材を前記炉体に固定する支持プレートとを備え、前記支持プレートを冷却することにより前記ヒータの前記端部を間接的に冷却する浸炭装置。 The furnace body that houses the object to be processed and
A plurality of heaters extending horizontally in the furnace body,
A plurality of protective members covering each of the plurality of heaters,
Supporting portions provided at both ends of the heater to support the heater, and
A carburizing gas supply unit that supplies carburizing gas into the furnace body,
An air supply unit for supplying air for burnout is provided in the gap between the heater and the protective member.
The support portion includes a receiving member that abuts on the end portion of the heater and a support plate that fixes the receiving member to the furnace body, and cools the support plate to indirectly cover the end portion of the heater. Carburizing device for cooling. 前記複数のヒータは、前記被処理物を挟むように上下２段に設けられている請求項１に記載の浸炭装置。 The carburizing device according to claim 1, wherein the plurality of heaters are provided in two upper and lower stages so as to sandwich the object to be processed .
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